Nanočástice a jejich vliv na imunitní systém: Studium prozánětlivého potenciálu vybraných karbonových nanomateriálů

Abstract

Carbon-based nanomaterials (CNMs) have unique physical-chemical properties, which make them appropriate candidates for both industry and medicine. However along with production, there are growing concerns about their effects on human organism. For this reason, CNMs are frequent topic of toxicological studies. A key step in the clarification of their safety is to evaluate their interaction with the components of the immune system, particularly their ability to cause inflammation. For some allotropes e.g., pristine graphene derivatives, significant results are still missing or incomplete. For these reasons, this dissertation deals with the evaluation of the proinflammatory effect of two types of pristine graphene platelets (GPs), which represent common intermediate in the processing of other graphene derivatives, and which can penetrate to body via inhalation. For comparison, our work also includes an evaluation of the proinflammatory effect of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs). Professional phagocytes, particularly monocytes and macrophages represent key cells in processing and elimination of foreign and damaged or abnormal elements. Since phagocytes also represent main mediators of inflammation, we selected human primary monocytes and human monocytic cell line THP-1 differentiated in macrophages...

Souhrn Karbonové nanomateriály (CNMs) disponují unikátními fyzikálně-chemickými vlastnostmi, díky kterým nachází potenciální uplatnění v průmyslu i medicíně. Společně s produkcí však rostou obavy o jejich působení na lidský organismus. Z toho důvodu jsou CNMs častým tématem toxikologických studií. Klíčovým krokem v objasnění jejich bezpečnosti je hodnocení vzájemné interakce se složkami imunitního systému, konkrétně schopnosti vyvolat zánět. U některých alotropů, např. nemodifikovaných derivátů grafenu, podstatné výsledky stále chybí nebo nejsou kompletní. Z těchto důvodu se tato disertační práce zabývá hodnocením prozánětlivého účinku dvou typů nemodifikovaných grafenových plátků (GPs), které obvykle vznikají jako meziprodukt při zpracování dalších grafenových derivátů a do organismu mohou pronikat např. vdechnutím. Pro srovnání práce zahrnuje hodnocení prozánětlivého účinku mnohostěnných karbonových nanotrubic (MWCNTs). Profesionální fagocyty, především monocyty a makrofágy představují klíčové buňky ve zpracování a odstraňování cizorodých i tělu vlastních poškozených či abnormálních elementů. Vzhledem k tomu, že se zároveň jedná o hlavní mediátory zánětu, byly pro vlastní testování CNMs zvoleny buněčné modely založené na lidských primárních monocytech a lidské monocytární linii THP-1 diferencované na...